微生物细胞的结构功能和细胞化学

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1、微生物生理学曲阜师范大学生命科学学院曲晓华邮箱：anty214@163.com什么是微生物生理学？微生物生理学是从微生物生理生化的角度研究微生物细胞的形态结构和功能、新陈代谢、生长繁殖等微生物生命活动规律的学科。环境科学与工程学院微生物生理学的形成和发展19世纪中后期，巴斯德和科赫奠定了微生物生理学；微生物生理学的进一步发展归功于俄国的微生物学家维诺格拉德斯基和荷兰的微生物学家贝格林克；微生物生理学发展的一个重要转折点是德国布赫纳发现酵母菌的无细胞制剂可将蔗糖转化为酒精，从此微生物生理学的研究进入分子水平，

2、并诞生了生物化学；上世纪60年代以后，由于雅可布和莫纳德研究诱导酶形成机制而建立的操纵子学说，标志着微生物生理学朝向代谢调控研究的兴起，并进一步将微生物生理学、生物化学和遗传学结合在一起，形成分子生物学。分子生物学的迅速发展，使得人们利用分子手段有目的地改造生物，也大大地促进了微生物生理学的发展。环境科学与工程学院本课程主要从微生物生理学角度阐述微生物的生命活动规律，系统地介绍了微生物学的基础理论、基本方法及进行情况，融新理论、新技术、新方法为一体，为求反映微生物学的最新发展动态及趋势。重点内容包括：微生物

3、的结构功能和细胞化学、微生物的营养与物质运输、微生物的分解代谢、微生物的合成代谢、微生物的代谢调节、微生物的次级代谢及其调节、微生物的生长繁殖与环境、微生物的分化、基因组时代的微生物生理学等。本课程的主要内容：环境科学与工程学院关于本课程的一些说明：本课程适用对象：生物技术、生物工程专业本科生考核方式：考试（期末考试70%+实验和平时成绩30%）环境科学与工程学院参考书籍、杂志：书籍：[1]周德庆.微生物学教程（第三版）.北京：高等教育出版社，2011[2]沈萍主编.微生物学.北京：高等教育出版社，2000

4、[3]王镜岩，朱圣庚，徐长法主编.生物化学（第三版）.北京：高等教育出版社，2002[4]于自然，黄熙泰主编.现代生物化学.北京：化学工业出版社，2001[5]Prescott等著，沈萍等译，微生物学（第五版），北京：高等教育出版社，2003[6]MadiganMT,MartinkoJM,ParkerJ.BrockBiologyofMicroorganisms.9thed.NewJersey:PrenticeHall,2000杂志：《微生物学报》、《真菌学报》、《病毒学报》、《生物工程学报》等。环境科学与工

5、程学院第一章微生物的结构功能和细胞化学环境科学与工程学院细胞(cell)是生物形态结构和生命活动的基本单位。通过对细胞不同结构层次的了解，来研究细胞生命活动的基本规律。细胞学说除了病毒、类病毒等是非细胞的生物以外，其它生物有机体的结构和功能单位都是细胞。环境科学与工程学院对生物细胞结构的认识，是随着显微技术、电子显微镜、X射线衍射法和生化技术等不断应用于细胞研究而不断深化的过程。技术(研究手段)的进步极大地促进了细胞结构和功能深入到分子水平上的研究，如细胞膜的结构与功能的研究在分子水平上的深化、细胞核DNA

6、的复制与转录、表达调控、细胞周期的调控等研究均在分子水平上取得了迅速进展。环境科学与工程学院原核生物和真核生物，就是根据其细胞核的结构的差异而提出的。这一概念最早是在20世纪60年代由著名细胞生物学家Ris提出来的。真核细胞：核物质外有核膜包围，具有明显的核结构；原核细胞：核物质外没有核膜，核物质分散于原生质中。环境科学与工程学院微生物是一类既分布于真核生物，又分布于原核生物中的生物。属于原核生物的生物都是微生物，可分为两大系：古生菌（archaebacteria）和真细菌(eubacteria)。古生菌包

7、括产甲烷菌、嗜热嗜酸菌和极端嗜盐菌等。大多数原核生物属于真细菌，其中包括细菌、放线菌、衣原体、支原体、立克次氏体和蓝细菌等。环境科学与工程学院细菌细胞结构模式图环境科学与工程学院真核细胞具有典型的细胞结构，其主要特点是以生物膜为基础进一步分化，使细胞内部产生许多功能区室，它们各自分工负责又相互协调和协作，如细胞核、核膜、核仁和核基质等。真核细胞的种类繁多，既包括大量的单细胞生物和原生生物细胞，又包括全部的多细胞生物。属于真核生物的微生物主要是真菌（酵母菌、霉菌）、原生动物、真核藻类和微型后生动物等。环境科学

8、与工程学院酵母菌细胞结构模式图环境科学与工程学院原核微生物与真核微生物的比较*几丁质，是由N-乙酰葡萄糖胺以β-1.4糖苷键连接的多聚体。*真核微生物中的酵母菌、原生动物也有＜10μm的。特征原核微生物真核微生物细胞大小1~10μm10~100μm*结构组成细胞壁肽聚糖、脂多糖、磷壁酸几丁质*、多聚糖等细胞膜无甾醇有甾醇鞭毛无9＋2结构有9+2结构细胞核核膜无有核结构类核完整的核结构染色体数1条1条以上核仁无有繁